Đồ án tốt nghiệp cơ khí chế tạo máy Thiết kế máy đập lúa tại ruộng phục vụ nông dân Khánh Hòa

Trước tình hình khoa cơ khí trường đại học Nha Trang đã đưa ra mọt sốđề tài tốt nghiệp yêu cầu thiết kế chế tạo máy phục vụ sản xuất nông nghiệp.Với mục đích giup sinh viên sắp tốt nghiệ

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Vui

MSSV : 45DC275 Lớp :45CT

Ngành : Cơ khí chế tạo máy

Tên đề tài: “Thiết kế máy đập lúa tại ruộng phục vụ nông dân Khánh Hòa”.

Số trang: 80 Số chương: 7 Số tài liệu tham khảo: 11

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Kết luận: ………

………

………

………

Nha trang, ngày……tháng ……năm 2007

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS: Nguyễn Văn Ba

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Nguyễn Văn Vui

MSSV : 45DC275 lớp :45CT

Ngành : Cơ khí chế tạo máy

Tên đề tài: “Thiết kế máy đập lúa tại ruộng phục vụ nông dân Khánh Hòa”.

Số trang: 80 Số chương: 7 Số tài liệu tham khảo: 11

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Đánh giá chung: ………

………

………

………

Nha trang, ngày……tháng ……năm 2007 CÁN BỘ PHẢN BIỆN (Ký và ghi rõ họ tên)

ĐIỂM CHUNG

Bằng chữ Bằng số

Sau gần 5 năm theo học dưới mái trường thân thương với biết bao kỷ

niệm Những bỡ ngỡ của ngày nhập trường, những giờ học hăng say và cảnhững giây phút hồi hộp trước những kỳ thi Giờ đây em đã cầm được trên taytờ giấy quyết định làm tốt nghiệp Đĩ chứng tỏ bao năm đèn sách của chúng

em giờ đã có kết quả Nó đã đánh dấu sự lớn lên, trưởng thành của chúng emcho dù ít hay nhiều, nhất là trong lĩnh vưc học tập Với sự tò mò muốn khámphá khoa học thì bây giờ chúng em phần nào hiểu được điều đó Để rồi vớiphương pháp học và lượng kiến thức cơ bản mà thầy cô đã truyền đạt cộngvới những điều tiếp thu được ở bạn bè, hy vọng rằng với hành trang nhỏ bé đóchúng em sẽ nhanh chóng hội nhập được với xã hội Nhất là trong thời kỳchuyển mình này của đất nước giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa đấtnước Hội nhập kinh tế và nhanh chóng tiếp thu những tiến bộ của khoa họckỹ thuật mới trên thế giới

Và có lẽ là để phục vụ cho mục đích cuối cùng là làm giàu cho bản thân,cho gia đình và cho xã hội Để có thể có thành công trước mắt cũng nhưnhững mục đích lâu dài mỗi chúng ta phải luôn cố gắng phấn đấu tìm tòi sángtạo mới mong đạt những thành công Để thu được những thành quả đó chúng

em không thể không nhớ đến công ơn to lớn của các thầy cô đã tình dạy dỗchúng em với tất cả tâm huyết của mình trong suốt thời gian qua Thành cônglớn và có nhiều ý nghĩa đối với em đó là đề tài tốt nghiệp, để hoàn thành đềtài này em rất muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tất cả các quý thầy cô đãtận tình dìu dắt em trong những tháng ngày qua Các quý thầy trong khoa cơkhí như: PGS.TS Nguyễn Văn Ba, PGS.TS Phạm Hùng Thắng, ThS Trần AnXuân, ThS Đặng Xuân Phương, ThS Trần Doãn Hùng, ThS Nguyễn HữuThật …

Đặc biệt em muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS Nguyễn Văn

Ba đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này

đình cùng toàn thể các bạn đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian qua Đặc biệt là thời gian em thực hiên đề tài này và em hy vọng rằng với tất cảnhững gì mà em đã tiếp thu được em hứa sẽ cố gắng quyết tâm phấn đấu đểtrở thành người có ích cho xã hội Góp một chút công sức nhỏ bé của mình vào

sự nghiệp đổi mới đất nước

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN TÌM HIỂU VỀ THỰC TRẠNG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP Ở NÔNG THÔN KHÁNH HÒA VÀ YÊN CẦU CƠ GIỚI

ĐỐI VỚI KHÂU ĐẬP LÚA 1

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CHỌ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 8

2.1 Cơ sở chọn phương án thiết kế 8

2.2 Chọn hình thức chuyển động của trống đập 8

2.3 Tải trọng tác dụng 11

2.4 Phân tích phương án 12

2.4.1 Phương án 1 12

2.4.2 Phương án 2 14

2.5 Chọn phương án thiết kế 15

CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY ĐẬP LÚA 18

3.1 Cơ sở tính toán động lực học cho máy 18

3.1.1 Tính công suất động cơ 18

3.1.2 Chọn năng suất cho máy 23

3.1.3 Chọn lượng lúa, cách bố trí buồng đập và việc đập lúa 23

3.1.4 Tính chọn trống đập 24

3.1.5 Xác định chiều rộng của máng hứng 24

3.1.6 Góc nghiêng của máng 25

3.1.7 Tốc độ trống đập 25

3.1.8 Lựa chọn mặt sàng cho phương án thiết kế 26

3.1.8.1 Lựa chọn kết cấu tấm lưới 26

3.2 Thiết kế các bộ phận của máy 27

3.2.1 Thiết kế bộ truyền đai hình thang truyền động tới trống đập 27

3.2.1.1 Chọn loại đai 27

3.2.2 Thiết kế trục trống đập 32

3.2.3 Thiết kế gối đỡ trục 40

3.2.4 Thiết kế bộ truyền động đai truyền động tới hệ thống sàng 43

3.1.5 Thiết kế bộ truyền động đai dẹt truyền động từ trục động cơ đến hệ thống sàng 44

3.1.5.1 Chọn loại đai 44

3.1.5.3 Xác định khoảng cách trục A và chiều dài đai L 45

3.1.5.4 Xác định tiết diện đai 46

3.1.5.5.Xác định chiều rộng B của bánh đai 47

3.1.5.6 Lực tác dụng lên trục 47

3.2.6 Thiết kế bộ truyền bánh răng 47

3.2.6.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: 47

3.2.6.2 Định ứng suất cho phép 47

3.2.6.3 Tính khoảng cách trục 49

3.2.6.4 Tính vận tốc vịng và cấp chính xác chế tạo bánh răng 49

3.2.6.5 Xác định mơ đun , số răng , gĩc nghiêng của răng và chiều rộng bánh răng 50

3.2.6.6 Kiểm nghiêm sức bền uốn của răng 50

3.2.6.7.Các thơng số hình học chủ yếu của bộ truyền 51

3.2.7 Thiết kế máng hứng 52

CHƯƠNG 4:LẬP QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH CHỌN CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH LÀ CHI TIẾT TRỤC TRỐNG ĐẬP 54

4.1 Xác định dạng sản xuất 54

4.2 Phân tích chi tiết gia công 54

4.3 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 55

4.4 Thiết kế quy trình công nghệ gia công 55

4.5 Xác định lượng dư gia công cơ 62

4.6 Xác định chế độ cắt cho các nguyên công 65

4.7 Thiết kế đồ gá cơng nghệ 68

4.7.1 Thiết kế đồ gá cho nguyên cơng tiện  37f7 68

4.7.2 Thiết kế đồ gá cho nguyên cơng phay rãnh then 70

CHƯƠNG 5:HƯỚNG DẪN LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG 73

5.1 Hướng dẫn lắp ráp 73

5.2 Hướng dẫn sử dụng 73

5.3 Một số quy tắc an toàn khi sử dụng 74

5.4 Thao tác sử dụng máy 74

5.6 Cách khắc phục sự cố và bảo dưỡng máy 75

CHƯƠNG 6: HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH MÁY 76

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ SUẤT Ý KIẾN 78

7.1 Kết luận 79

7.2 Đề xuất ý kiến 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

Ngành công nghiệp chế tạo máy đã phát triển từ lâu trên thế giới và đãđạt được những thành tựu hết sức to lớn Tuy nhiên nghành này ở nước ta vẫnlà nghành mới và non trẻ, nhưng chúng ta cũng đã có những thành công nhấtđịnh, thực tế đã chứng minh và dần khẳng định điều đó Nhất là trong kỷnguyên mới này nghanh công nghiệp chế tạo máy được coi là nghành côngnghiệp mũi nhọn trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.

Trước tình hình khoa cơ khí trường đại học Nha Trang đã đưa ra mọt sốđề tài tốt nghiệp yêu cầu thiết kế chế tạo máy phục vụ sản xuất nông nghiệp.Với mục đích giup sinh viên sắp tốt nghiệp tổng hợp lại những kiến thức đãhọc và giúp cho sinh viên làm quen với công việc của một kỹ sư sau khi tốtnghiệp ra trường Được sự đồng ý của bộ môn Chế Tạo Máy –Khoa Cơ Khí-Trường Đại Học Nha Trang.Em được nhận đề tài tốt nghiệp với nội dung:

“Thiết kế máy đập lúa tại ruộng phục vụ nông dân Khánh Hòa”

Qua thời gian tìm hiểu và nghiên cứu Em đã đưa ra phương án thiếtkế và tiến hành thiết kế chế tạo máy đâp lúa Toàn bộ công trình nghiên cứuđược thể hiện tương đối cụ thể trong cuốn luận văn này

Do thời gian và trình độ có hạn nên đề tài của em tuy đã có nhiều cốgắng xong không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự tham giagóp ý của tất cả thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện tốt hơn

Em xin gửi đến tất cả các quý thầy cô cùng toàn thể cac bạn sự biết ơnsâu sắc và lời kính chúc sức khỏe ,hạnh phúc

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌM HIỂU VỀ THỰC TRẠNG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP

Ở NÔNG THÔN KHÁNH HÒA VÀ YÊN CẦU CƠ GIỚI ĐỐI VỚI KHÂU

ĐẬP LÚA.

Trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đai hóa đất nước vấn đề đưa trang bị máymóc vào thực tế sản xuất là vấn đề được Đảng và nhà nước ta đặc biệt quan tâm,chú ý Một trong những thành công của việc vận dụng máy móc vào sản xuấtkhông chỉ sản xuất công nghiệp mà còn được áp dụng trong lĩnh vực sản xuấtnông nghiệp hiện nay là: Sử dụng các loại máy cày, máy cắt lúa, máy đập lúa,máy gặt đập liên hợp…Để bộ mặt nông thôn phát triển thành một nông thôn vănminh, đời sống của người nông dân được cải thiện và năng suất lao động củangười dân được nâng cao thì vấn đề nhu cầu máy móc phục vụ sản suất thuhoạch là cấp thiết

Mặt khác cơ giới hóa sẽ góp phần mở mang dân trí bởi vì người nông dân sẽđược tiếp xúc, điều khiển và vận hành máy Việc tiếp xúc với trang thiết bị máymóc sẽ hình thành tác phong công nghiệp của người nông dân để nâng cao năngsuất

Cơ giới hóa nông nghiệp đòi hỏi vốn đầu tư lớn nó cũng đồng nghĩa với việcphát triển sản xuất ở quy mô lớn Vấn đề là tổ chức các tập đoàn hợp tác xã sảnxuất có hiệu quả Sức mạnh của những tập đoàn này sản xuất có hiệu quả là phảisản xuất tập hợp được quy mô lớn

Vì vậy được bộ môn “Chế tạo máy” và khoa cơ khí giao cho em làm mộtmảng về vấn đề này Em thấy đề tài của em về việc thiết kế máy đập lúa tại ruộng

là rất sát với thực tế sản xuất của người nông dân miền núi Khánh Hòa Việc đậplúa taị ruộng sẽ làm năng suất lao động của người dân tăng cao giảm thời gianlao động bớt được chi phí vận chuyển

Sau đây là một số vấn đề về thực trạng sản xuất nông nghiệp của tỉnh KhánhHòa trong những năm gần đây:

Khánh Hòa là một trong những tỉnh phát triển của nước ta có diện tích 51972

Km , với số dân 1300000 người (năm 2006) Là tỉnh có địa hình thuận lợi bờbiển trải dài với nguồn tài nguyên thủy sản phong phú, rất thuận tiện cho việckhai thác đánh bắt cũng như nuôi trồng thủy hải sản…

Bên cạnh những huyên giáp biển Khánh Hòa còn có những huyện nằm sâutrong đất liền Đa phần các huyện này đều có địa hình đồi núi thấp nên thế mạnhcủa các vùng này không phải là phát triển nuôi trồng và đánh bắt thủy sản mà thếmạnh lại là trồng cây nông nghiệp.

Đất nông nghiệp ở Khán Hòa có 81,8 nghìn (ha), trong đó có 54,4 nghìn (ha)đất canh tác 8,2 nghìn (ha) đất trồng cây lâu năm Đất đai thích hợp trồng câyhàng năm như: Lúa, ngô, sắn, mía, cà phê, hồ tiêu…

Một trong những cây nông nghiệp được người dân miền núi Khánh Hòa trồngkhá phổ biến đó là cây lúa nước Cây lúa nước là cây nông nghiệp có khả năngsống và thích nghi tốt ở những vùng đồi núi thấp như ở các huyện miền núiKhánh Hòa

Trồng lúa và một số cây nông nghiệp không phải là thế mạnh của tỉnh như cáctỉnh Bắc Bộ và Nam Bộ Nhưng cây lúa được bà con nông dân trồng vì mục đíchcung cấp nguồn lương thực,thực phẩm cho con người và vật nuôi Bên cạnh đócây lúa là cây rễ sống ít bệnh tật và không yêu cầu phải chăm sóc thường xuyênnhưng đem lại năng suất khá cao

Hình 1.1: Cánh đồng lúa ở miền núi Khánh Hòa

Khánh Hòa là tỉnh có thời tiết vứa chịu sự chi phối của khí hậu nhiệt đới giómùa, vừa mang tính chất của khí hậu đại dương nên tương đối ôn hòa

Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 26 , 7 0C, giờ nắng từ 2200 giờ đến

+ Các mục tiêu cụ thể của tỉnh trong giai đoạn 2001 đến 2010

- Tổng sản phẩm trong tỉnh (GDP) tăng bình quân hàng năm 9-10% trongsuốt giai đoạn 2001-2010

Trong đó tốc độ tăng trưởng các nhóm nghành:

2001-2005 2005-20010

Nông lâm nghiệp( %) 3,5-4 3-4

Công nghiệp –xây dựng 13,5-14,5 11,0-12,0

hưởng lớn tới sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa cũng như năng suất thuhoạch màu vụ của nông dân tỉnh.

Qua đó ta thấy nông nghiệp và đặc biệt là cây lúa có tầm quan trọng đối vớiđời sống của người dân và nó được trồng rất phổ biến ở các huyện trong tỉnh Tuy không được coi là nghành kinh tế cơ bản phát triển mạnh như : Công nghiệp

và dịch vụ Nhưng nó cũng cũng cung cấp là sản phẩm phục vụ con người cũngnhư chăn nuôi gia xúc gia cầm

Sơ lược về lịch sử phát triển cây lúa

Cây lúa nước là thực vật quan trọng, nó được loài người trồng từ 3000 năm trướccông nguyên Cho tới nay có phần nửa dân số thế giới dùng lúa gạo như nguồnlương thực chủ yếu Tổng diện tích trồng lúa ở khu vực châu á Thái Bình Dươngchiếm 90% và đạt 92% tổng sản lượng lúa trên toàn thế giới

Người ta cho rằng cây lúa nước bắt nguồn từ trung quốc rồi lan ra vùng ĐôngNam Á, rồi sang châu phi, châu âu và châu mỹ Ở châu Âu thì đầu tiên lúa nướcđược trồng ở Tây Ban Nha vào thế kỷ 6, sau đó nó được trồng ở Ý vào thế kỷ thứ

15 Ở châu Mỹ, cây lúa nước bắt đầu được trồng từ năm 1647 Ở cả hai châu lụcnày, lúa nước không có vị trí hàng đầu như ở châu Á

1.1.4 Đặc tính thực vật của cây lúa khi thu hoạch.

Hình vẽ 1.2: Hạt lúa phân bố trên bông lúa

1

43

2

1 Lá lúa 2 Trục bông lúa 3 gié cấp 1; 4 gié cấp 2.

Cây lúa nước mang hạt ở đầu bông, do sức nặng các hạt lúa, bông lúa có xuhướng làm cong thân cây ở phía trên xuống Cả thân lúa dựa vào nhau lúc lúa bắtđầu chín, vì thế cây lúa không bị đổ xuống Các hạt lúa được mọc ra từ gié lúacấp 1 và gié lúa cấp 2( Hình vẽ)

Đặc điểm liên kết của hạt lúa và gié lúa

Loại trừ các yếu tố ngoại cảnh, điều chúng ta quan tâm là sự liên kết củahạt lúa và gié lúa, hạt lúa dính với bông lúa nhờ một cuốn nhỏ Nó là các hạt rời, riêng biệt không có quan hệ giữa các hạt với nhau như cây trồng khác( Phân bốhạt bắp trên trái bắp chảng hạn)

Về quan điểm tách hạt thì người ta mong muốn lực liên kết giữa hạt lúa vàcuốn lúa càng nhỏ càng tốt, vì sẽ dễ dàng tách hạt ra khỏi gié Về quan điểm gặtlúa, người ta mong muốn lực liên kết này chắc chắn để không rơi hạt khi gặt, vậnchuyển lúa tới nơi đập từ ruộng lên bờ rồi chất lên xe trở về nhà…

Các thí nghiêm cho thấy lực liên kết giữa hạt và gié cấp 2 khoảng từ 0,041 Kg.cm và lực liên kết giữa hạt và gié cấp 1 khoảng từ 0,0079-0,0081 Kg

0,031-cm Với lực liên kết như thế,việc dụng hạt lúa là rất dễ dàng Qúa trình gặt, gióthổi đều có thể gây ra dụng hạt, nhất là lúa quá chín

Các thành phần hóa học của thóc gạo

Thành phần hóa học của thóc, gạo thay đổi khá rõ rệt theo giống lúa, chânruộng, phân bón, kỹ thuật canh tác, điều kiên thời tiết, thời gian thu hoạch, côngnghệ say sát…

Thành phần hóa học của thóc, gạo gồm các chất: Nước, gluxit,, protit, lipit,xenlulo, chất khoáng, vitamin

Dưới đây là hàm lượng trung bình các chất có trong thóc và sản phẩm từ thóc(bảng1-1)

Lipit(%)

Xenlulo(%) Tro(%) Vitamin

6,697,887,35

2,102,020,52

8,780,570,18

5,361,180,54

5,361,180,54

8,070,98

14,5856,72

11,2319,61

11,0-

Qúa trình trồng lúa của người nông dân tốn khá nhiều thời gian và công sức

Từ làm đất, gieo xạ, chăm sóc,thu hoạch, chuyên trở và cuối cùng là đập, tuốt hạtlúa và đem vào phơi khô cho vào bảo quản sử dụng Việc thu hoạch lúa là khâutốn nhiều thời gian và công sức của người nông dân

Sơ đồ thu hoạch lúa phân đoạn

Người dân trong tỉnh thường sử dụng biện pháp thu hoạch lúa thủ công như:Cắt lúa, gom bó lúa, vận chuyển về nhà rồi mới đập, tuốt hạt nên năng suất laodộng rất thấp và tiêu tốn nhiều thời gian và công sức của người nông dân Mặtkhác sau khi thu hoạch lúa trong quá trình vận chuyển từ ruộng lên bờ, từ bờ lênđường và vận chuyển vè nhà sẽ bị rụng rơi hạt làm giảm phần nào năng suất củacây lúa

Nhất là đối với người dân ở khu vực đồi núi thì việc vận chuyển lúa lại là việclàm rất khó khăn việc rung rơi lại xảy ra nhiều hơn Mạt khác lúa sau khi thuhoạch về đem gom đống nếu gặp trời mưa kéo dài không kịp đập sẽ làm nảy

Đập tay trênđồng

Vânchuyểnhạt về

Đập máytrên đồng

Làm sạch sơbộ

mầm làm giảm năng suất và chất lượng hạt gạo Hiện nay theo em được biết thìviệc thu hoạch hiện đại nhất với người nông dân là việc là việc gặt đập liên hợp Việc gặt đập liên hợp đem lại hiệu quả thu hoach cao cho người nông dân giảmthời gian và nhân công lao động khi thu hoạch Nhưng việc áp dụng dưa máy gặtđập liên hợp với việc thu hoạch của người dân trong tỉnh là không phù hợp lắm.Thứ nhất là do thửa ruộng nhỏ của môi gia đình nên không tận dụng hết côngsuất máy, Thứ hai là diên tích trong lúa của người dân trong tỉnh là không lớnlắm Mặt khác thì chi phí bỏ ra đầu tư cho một chiếc máy gặt đập là rất lơn khôngphù hợp với người nông dân.

Để làm giảm sự vất vả và thời gian thu hoạch lúa của bà con nông dân trongtỉnh thì việc yêu cầu cơ giới hóa đối với khâu đập lúa của tỉnh là việc làm rất hữuích và thiết thực Tỉnh có địa hình đồi núi thấp với diện tích rộng thì việc đưa cácthiết bị, máy móc vào việc thu hoạch lúa nói riêng và chế biến nông sản nóichung là một vấn đề cần thiết nhằm làm giảm sức lao động cho người nông dân

và đem lại lợi ích kinh tế cao cho người nông dân là hết sức cần thiết Góp phầnthay đổi bộ mặt nông thôn và đời sông nhân dân sẽ đầy đủ sung túc hơn

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CHỌ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.

2.1 Cơ sở chọn phương án thiết kế.

Chọn phương án thiết kế là một phần rất quan trọng trong việc thiết kế chếtạo máy Chọn phương án thiết kế là tìm hiểu, phân tích , đánh giá các phương

án và tính toán kinh tế các phương án tối ưu nhất Phương án tối ưu nhất làphương án được chọn lựa để thiết kế chế tạo do đó nó phải đảm bảo được nhiềunhất các yêu cầu sau:

Thỏa mãn các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật mà cụ thể là: Máy được chế tạo rakhi làm việc phải có độ tin cậy cao , năng suất lao đông cao , hiệu suất làm việclớn tuổi thọ cao Chi phí chế tạo , lắp ráp, sửa chữa và trang thiết bị thay thế chomáy là thấp nhất

Ngoài những yêu cầu trên việc chọn phương án thiết kế còn phải chú đếnnhững yêu cầu về đặc điểm địa hình nơi máy làm việc Tùy từng điều kiện làmviệc cụ thể mà máy cần có kích thước kích thước khác nhau nhưng phải bảo đảmnhỏ gọn, kết cấu máy không quá phức tạp thao tác sử dung máy dễ dàng, tiếng ồnnhỏ, hình dáng của máy có thẩm mỹ và tính công nghiệp cao

2.2 Chọn hình thức chuyển động của trống đập.

Dạng đập thì theo yêu cầu sản xuất sử dụng thì người ta thiết kế dạng đậpliên tục và dạng đập gián đoạn Mỗi loại có ưu nhược điểm khác nhau Máy đậplúa là dạng máy có trống đập liên tục để tách hạt ra khỏi bông lúa Bộ phận quantrọng của máy đập là trống đập Nó có hai loại là: Trống hình trụ và trống hìnhcôn Trên bề mặt trống người ta bố trí các thanh đập: Hình nêm, hình kiếm, haythanh đập (Trống thanh) Loại trống thanh ít làm nát lúa , hạt sạch ít rơm rác hơntrống răng nhưng không thích hợp với bông lúa có độ ẩm cao Việc đặt trống đậptheo một góc độ nào đó : Nằm ngang, nằm nghiêng hay thẳng đứng là tùy vàonhà thiết kế chế tạo Việc đặt vị trí của trống đập có ảnh hưởng rất lớn đến năngsuất của máy và khả năng làm việc của máy Trong thực tế thi người ta thấy việcđặt trống đập nằm nghiêng và thẳng dứng là không khả thi,khó chế tạo tính toánlựa chọn và năng suất thấp hơn nếu trống đập nằm ngang Vì vậy người ta chontrống đập hình trụ với các thanh đập (Trống thanh) được đặt nằm ngang là có ưuđiểm hơn cả Bên ngoài trống đập được bao phủ bởi lớp vỏ Lớp vỏ này cónhiệm vụ bao phủ, che chắn và ngăn hạt bắn ra ngoài máng hứng kích thước của

vỏ phụ thước vào kích thước máy , trông đập và tùy vào yêu cầu thiết kế máy.Trên vỏ có cửa đập để đưa lúa vào máy để đập, cửa cấp lúa này cũng được tínhtoán thiết kế sao cho phù hợp nhất Tóm lại , trống đập hình trụ đặt nằm ngangvới lớp vỏ thẩm mỹ bên ngoài là được sử dụng nhiều nhất trong thực tế sản xuất Việc chọn hình chuyển động của trống đập cũng có ý nghĩa rất lớn trong việcthiết kế Do vậy cũng coi đây là một trong những cơ sở để chọn phương án thiết

kế máy

Ta phải xác định hình thức chuyển động của trống đập và cách bố trí cácthanh đập trên trống để việc đập lúa tách hạt và rơm một cách dễ dàng phù hợpnhất lại có giá trị kinh tế cao nhất có thê

Trống chuyển động quay quanh trục của nó với một tốc độ nhất định Hạt lúađược tách ra khỏi máng trống xuống tấm hứng hoạt động luôn có xu hướng đẩyhạt về sàng Bộ phận trống hất rơm có nhiệm vụ tung rãi rơm ra khỏi trống lêncác phím giũ rơm và ngăn không cho rơm cuốn trở lại

Hình 2.1: Hình vẽ trống đập

Ta thấy trống đập chuyển động quay với tốc độ n( vòng/ phút) Các hạt lúaquấn theo rơm chuyển động ly tâm quanh trống và đến khi thắng được liên kếthạt thì hạt lúa sẽ bị bắn xuống máng hứng Tùy vào lực liên kết hạt mà việcchuyển động của hạt theo mọi phương xuống máng hứng là khác nhau

Với hình thức này chuyển động của trống thì việc đưa lúa từ cửa cấp lúa tớitrống đập là quá trình thực hiện liên tục theo khả năng làm việc của máy.

Mặt khác việc đưa lúa nhiều hay ít vào cửa đập sẽ ảnh hưởng tới công suấtmáy Nếu nhiều thì rất dễ bị quá tải làm kẹt trống nếu nặng trống sẽ ngừng quaytrong quá trình làm việc Do vậy mà chúng ta nên đưa lúa vào cửa cấp lúa với sốlượng phù hợp để đảm bảo máy làm việc hiệu quả

Hình 2.2: Cấu tạo của trống đập:

Hình 2.3: Mặt cắt ngang trống đập.

Hình 2.4: Cấu tạo của thanh đập.

Hình vẽ 2.5: Hình vẽ mô phỏng quỹ đạo của hạt.

Ta thấy hình vẽ thể hiện vị trí tương đối của trống đập khi tần số dao động

riêng là r Nếu tần số này lớn hơn tần số  của dao động cưỡng bức ( Chế độtrước cộng hưởng) Lực quán tính Fm do sự chuyển động của hạt trên trống đậpquyết định

Qua đó ta thấy: Fm=m.r 2



Ở đây:

m-Là khối lượng của hạt

r- L bán kính chuyển động của hạt trên trống đập

 -Là tần số của dao động riêng

Qua đó ta thấy sự chuyển động của hạt trên trống đập , ta thấy máy được thiết

kế khi trống đập nằm ngang quay tròn với các thanh đập sẽ đem lại cho máy năngsuất cao nhất

2.4 Phân tích phương án.

2.4.1 Phương án 1.

Cấu tạo của máy.

Hình vẽ: Máy đập lúa hướng trục một trống đập.

1 Thùng ; 2.Máng đập lúa ; 3 Trống đập; 4 Thanh đập

5 Khung máy đập ; 6.Máng hứng hạt; 7.Cửa ra rơm; 8 Bàn để lúa;

9 Cửa cấp lúa( Cửa vào)

Nguyên lý làm việc của máy:

Khi động cơ làm việc, đầu máy nổ quay truyền động qua hệ thống truyềnđộng tới trống đập với một tốc độ phù hợp Trống đập 3 sẽ quay quanh trụccủa nó với một tốc độ nhất định Lúa được cấp vào cửa vào số 9 khi đặt ở bànđặt 8 chuyển tới Từ cửa vào 9 lúa được đưa tới trống đập và sễ cuốn theo sựchuyển động của trống Thân lúa sẽ cuốn vào trống và các thanh đập Trongquá trình đó sẽ xảy ra sự va đập và lực liên kết hạt sẽ bị phá vỡ Khi đó hạt sẽ

bị rơi ra khỏi gié lúa xuống máng hứng hạt 6 và qua bộ phận sàng và quạt sẽ

để rơi xuống thùng Rơm cuốn theo trống sẽ được phụt ra theo cửa ra rơm 7

Hình vẽ 2.6: Máy đập lúa hướng trục một trống đập.

Đặc điểm của máy là:

-Năng suất của máy không cao và quá trình đập không được kỹ như máy đậphai trống

-Kết cấu máy nhỏ gọn

-Thao tác đơn giản, sử dụng dễ dàng

-Thay thế sửa chữa nhanh.

- Gía thành chế tạo máy cao

-Tính cơ động của máy cao

-Công suất của động cơ nhỏ

2.4.2 Phương án 2.

Cấu tạo của máy:

Hình vẽ 2.7 : Máy đập lúa hướng trục hai trống đập.

1 Thùng 2 Máng đập lúa 3 Trống đập 4 răng đập lúa

5 Khung máy 6 Sàng lúa 7 máng hứng 8 Quạt

Nguyên lý làm việc của máy:

Khi động cơ quay thì truyền chuyển động tới hệ thống truyền động tới trốngđập 3 làm trống đập 3 quay Ở đây trống đập 3 sẽ được nối trực tiếp với hệ thốngtruyền động của động cơ và một trống đập sẽ được truyền chuyển động từ mộttrống đập trước đó

Khi lúa lúa được cấp vào cửa đập thì quá cũng giống như sự làm việc củamáy đập một trống nhưng ở đay có hai trống đập làm việc nên năng suất sẽ cao

hơn Đa phần lúa được đập từ trống đập gần cửa cấp lúa còn trống kia sẽ đậpphần lúa sót bị bắn ra ngoài hay phần lúa không có khả năng cuốn theo trống gầncửa đưa lúa Rơm được phun ra ngoài theo cửa ra rơm Các hạt được rơi ra ( Bắnra) rơi xuống hệ thống sàng 6 Hệ thống sàng này có nhiệm vụ lắc qua lắc lại cholúa sạch rơi xuống máng hứng 7 Ở dưới người ta bố trí thêm quạt 8 để làm mát

và quạt khô tạm thời cho thóc rơi xuống Thóc được đưa từ máng hứng vào thùngchứa Cứ như vậy quá trình đập sẽ diễn ra liên tục

Qua việc làm việc của máy và cấu tạo sơ đồ máy ta rút ra một số đặc điểm sau:

- Vì có hai trống đập nên kết cấu máy cồng kềnh hơn

- Năng suất lao động rất cao

- Lúa được đập và sàng rất kỹ

- Máy được chạy bằng động cơ máy nổ nên gây ồn và ô nhiễm môi trường

- Có thể phải sử dụng tới 2 động cơ cho sự làm việc của máy để tăng năngsuất

- Thao tác đối với máy đơn giản sử dụng ,sửa chữa dễ dàng, thay thế nhanh

- Sơ đồ chuyển động của máy đơn giản số chi tiết tham gia vào truyenfchuyển động ít

- Gía thành chế tạo máy cao

- Tính cơ động của máy không phù hợp bằng máy đập một trống

Từ việc thiết kế chọn phương án với trống đập ta chọn dựa trên cơ sở này ta đưa

ra phương án thiết kế máy Trông đập được đặt nằm ngang là hợp lý nhất Tathấy hai phương án đều có những ưu nhược điểm riêng Ta thấy máy được chọntheo phương án 1 là phù hợp với yêu cầu sản xuất cũng như chế tạo Từ đó taquyết định chọn phương án 1 làm phương án thiết kế

Hình 2.8: Máy đập liên hoàn Thanh Hải

Hình 2.9: Máy đập liên hoàn Nhật Tân

Hình 2.10: Hình ảnh máy Tân Việt.

Hình 2.11: Qúa trình đập lúa tại ruộng của người nông dân.

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY ĐẬP LÚA

Hệ thống truyền động có thể bao gồm hộp giảm tốc, các bộ truyền bánh răng

hở, bộ truyền động xích và truyền động đai Hầu như tất cả các máy đều có hộpgiảm tốc Động cơ truyền động của em cho máy đập tại ruộng là động cơ máy nổchạy bằng nhiên liệu xăng hay dầu Diezel Đặc biệt máy ở đây không có truyềnđộng bằng hộp giảm tốc

3.1 Cơ sở tính toán động lực học cho máy.

3.1.1 Tính công suất động cơ.

Sau khi đi chọn được phương án thiết kế ta đi tìm các thông số kỹ thuật củamáy đập lúa Máy được thiết kế gồm 2 cụm: Bộ phận truyền tới trống đập và bộphận truyền động tới hệ thống sàng

Sơ đồ của máy hình vẽ:

Hình vẽ 3.1: Máy đập lúa

8 Thân máy 9 Quạt 10 Bánh răng

11 Cửa cấp lúa

Nhìn vào sơ đồ ta thấy :

Công suất của động cơ (N đc) sẽ được tách ra làm 2 phần:

Công suất trống đập (N đ )

Công suất của hệ thống sàng( N s)

Do đó muốn tính công suất của động cơ thì ta phải tchs hệ thống ra tính haithành phần nói trên

Vậy công suất của động cơ sẽ được tính như sau:

đc

N =N đ +N s(1)Với năng suát đập là (0.2đến 0.4)ha/h Chọn năng suất đập là W=0.4 (ha/h).Chọn tốc độ quay của trống đập là 1000( vòng/phút)

Năng suất của trống đập được tính theo công thức:

W

.

.

m N f

D T d g z V T

)

5 , 0 120 02 , 0 2

04 , 0 2

200 10 12 8 , 7 120

6 , 97 527 , 83 1000

Ta đi tìm công suất của sàng:

Sơ đồ truyền động của hệ thống sàng

Ta xem dịch chuyển của sàng S là một đoạn thẳng :

Góc nghiêng lớn nhất của thanh truyền đối với đường thẳng nằm ngang :

, arcsin

1 cos

L

r L

1 cos

L

r L

2 1 2

sin 8

1 sin

2

1 1 sin

1

L

r L

r L

0000002 ,

0 0002 , 0 1 sin

V=S'(t)= r sin t Nếu số vòng quay của tay quay là n(vòng /phút) thì đoạn đường mà sàng đã

đi qua trong 1phút là: 2S.n

60

2

dV



2 cos 2

1020

. s

q V P

Trong đó: P q m  2 r cos  ,N(KG)

r m

N N S Nmax  N s  0 , 35 (KW).Thay vào (1) ta được:

N đc N d N s  7 , 96  0 , 35  8 , 31 (KW)

3.1.2 Chọn năng suất cho máy

Để thiết kế ra một máy công nghiệp trước hết ta phải căn cứ vào mục đích vàyêu cầu đặt ra Mục đích ở đây là thiết kế máy gặt lúa phục vụ cho đồng bào ởcác huyện miền núi Khánh Hòa

Một trong những yêu cầu quan trọng và được đặt lên hàng đầu là máy đượcthiết kế ra phải có năng suất là bao nhiêu để đạt yêu cầu và đây cũng là một cơ sởquan trọng trong việc thiết kế máy

Từ mục đích đặt ra trên đây ta thấy máy được thiết kế ra là phục vụ cho hộ giađình ở miền núi Khánh Hòa Nên yêu cầu năng suất máy không cần lớn Tuynhiên việc việc định trước năng suất bao nhiêu cho phù hợp phải căn cứ vào tìnhhình sản xuất lúa tại miền núi Khán Hòa

3.1.3 Chọn lượng lúa, cách bố trí buồng đập và việc đập lúa.

Như đã biết cây lúa rất mềm và dễ gẫy gập, hạt lúa rất dễ dụng chỉ cần có

một tác dụng nhỏ là có thể làm rụng hạt Do vậy việc chọn lượng lúa để đưa vàocửa đập cho máy phải dựa vào đặc điểm của cây lúa Nếu ta cho vào trong cửađập lúa một lượng lúa quá lớn thì sẽ ảnh hưởng tới sự hoạt động của máy và thểlàm cho máy ngừng hoạt động Mặt khác do sản xuất nhỏ nên không yêu cầunăng suất của máy cao vì vậy ta phải đưa vào cửa đập một lượng lúa thích hợp

để đảm bảo cho sự hoạt đọng của máy

Để đảm bảo lúa được đập dễ dàng và hạt rụng sạch sau khi đập Ta chọncửa đập sao cho lượng lúa vừa đủ một ôm lúa của người nông dân mà quá trìnhđập lúa không không làm tắc và làm máy ngừng hoạt động Ta chọn cửa đập hìnhchữ nhật kích thước:

a=250mm, b=400mm

Để máy làm việc với hiệu suất cao trên bề mặt trống đập ta lắp các thanhđập trên bề mặt của trống đập Các thanh đập nghiêng một góc 45 0 được bố tríđều và đối xứng nhau Phần để đưa lúa vào phải nằm trong vùng của trống đập Việc đưa lúa vào cửa đập được thực hiên thủ công ( Bàn tay của người điềukhiển máy) Tức là khi đưa lúa vào cửa đập hết ta lại ôm lúa đưa tiếp vào cửađập đảm bảo cho máy hoạt đọng liên tục

3.1.4 Tính chọn trống đập.

Trên thực tế thì đa số máy thì người ta sử dụng động cơ điện vì những ưu ,nhược điểm và sự thuận lợi của nó Nhưng trong quá trình đập lại đập tại ruộngrất xa nguồn điện trong các hộ gia dình Mà tốc độ của trống đập chỉ cần giữ ởmột tốc độ ổn định không cần thay đổi trong khi vận hành Do vậy ở đây ta chọnđộng cơ máy nổ truyền động đai đến buly trống đập Do vậy ở đây thì chỉ có mộtcấp tỷ số truyền đó là truyền động đai Trống đập được truyền từ động cơ qua đaiquay theo một chiều nhất định Từ việc chọn trên cửa đập để đưa lượng lúa vàophù hợp Ta chọn chiều dài trống đập để đảm bảo lượng lúa đưa vào tiếp xúc hếtvới phần làm việc của trống đập Ta chọn trống đập với chiều dài L=1000mm vớiđường kính trống D=500mm

+ là hệ số điền đầy của thóc (hạt) trên máng ; lấy bằng 0,4

+T Là trọng lượng riêng của của lúa ; lấy 560 3

m kg

Từ đó ta tính được chiều rộng cần thiết của máng:

V h B

Q B

T

62 , 0 1440 01 0 4 , 0 560

2000

.

3.1.7 Tốc độ trống đập.

Theo kinh nghiệm của một số nhà sản xuất máy nông nghiệp tôi chọn tốc độcủa trống đập n= 1000(vòng/ phút) Tốc độ vòng của thanh đập V1 là không đổivới tất cả các thanh được bố trí đều nhau và bằng:

s m V

s m R n R

V

/ 8 , 62 6 , 0 30

1000 14 , 3

/ , 30

.

n: là số vòng quay của thanh đập trong 1 phút;

R: Bán kính quay của thanh đập, m

Sơ đồ nay bố trí sàng và hê dẫn động từ động cơ.

1 Tay quay 2 Thanh truyền 3 Mặt sàng

4 Trục truyền 5 Đai

Lúa được đập qua trống đập rơi xuốn hệ thống sàng Do sàng chuyển độngtịnh tiến và góc nghiêng giữa các bề mặt sàng với mặt phẳng nằm ngang làkhông lớn lắm nên nguyên liệu chuyển động chậm và gián đoạn đến bộ phận

Hình vẽ 3.3: Máy kiểu lắc rung.

thoát Sau khi đã được sàng hạt rơi xuống máng hứng chấu rơm nhỏ được đưa

ra ngoài trên lưới sàng

3.1.8 Lựa chọn mặt sàng cho phương án thiết kế.

Mặt sàng là bộ phận quan trọng của sàng, nó trực tiếp chịu tác dụng cọ sát

của vật liệu sàng nên nó bị hư mòn rất mạnh Mặt sàng có thể là lưới kim loại,thép lá đột lỗ hoặc chấn song bằng thép Lưới sàng được đặc trưng bằng trị sốdiện tích có ích, tức tỷ số tổng diện tích lỗ và diện tích trung của lưới

3.1.8.1 Lựa chọn kết cấu tấm lưới

Lưới tấm được thiết kế chế tạo bằng thép lá, các lỗ được đột, dập hoặckhoan và thường có lỗ hình tròn hoặc hình chữ nhật rất ít khi có lỗ hìnhvuông

Lỗ phân bố theo các đường thẳng thành từng hàng song song với nhauhoặc lệch nhau

Lưới sàng của máy đập được sử dụng trong thực tế nhiều nhất là lưới sàng

lỗ tròn được khoan trên các tấm thép lá

Sàng có lỗ hình tròn dùng để phân loại dựa vào sự khác nhau về chiều dàicủa hạt thóc Thóc có thể tiếp diện nhỏ hơn dường kính d của lỗ sàng thì lúamới lọt qua sàng.Vì lúa có chiều dài lớn hơn chiều rộng rất nhiều nên chỉ cầnnghiêng nhẹ là hạt có thể rơi xuống dưới một cách dễ dàng Chuyển độngrung và lắc làm cho rởm và bụi được đưa xuống khu vực dưới sàng và hạt sẽ

di chuyển theo một góc độ khác nhau để dễ dàng rơi xuống

3.2 Thiết kế các bộ phận của máy.

3.2.1 Thiết kế bộ truyền đai hình thang truyền động tới trống đập.

3.2.1.1 Chọn loại đai.

Gỉa thiết vận tốc của đai V>5m/s, có thể dùng loai đai A hoặc B [4; trang93; Bảng 5-13] Ta tính cả hai phương án và chọn phương án nào có lợi nhất

 Tiết diện đai:

Kích thước tiết diện đai a*h(mm)

.3600.10

6

4

1 4

81 138

110 140

20,72 26,37

s m V

 : Hệ số trượt của đai hình thang

Theo [4;trang 93; bảng 5-15], ta lấy D2(mm)

Số vòng quay thực n2 của trục bị dẫn :

2

1 2

1 1

2 ( 1 ) 2000 ( 1 0 , 02 )

D

D D

D n

Theo [4;trang 94;công thức (5-16)]: A=1,2D2(mm)

 Tính chiều dài đai theo khoảng cách trục A: Theo

215,3 274

220 280

980 1960

258 329

[4;trang 84; công thức (5-1)] ta có:

)(4)

(22

2 2 1 2

A

D D D D A

Lấy L0 theo tiêu chuẩn:

 Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều

dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn:

Theo[4; trang 83; công thức (5-2)]:

8

) (

8 )]

( 2 [ ) (

1 2

2 1 2 1

D L

Chọn số đai Z:

2 1

 Định kích thước chủ yếu của đai:

Chiều rộng bánh đai được tính theo [4;trang 96; công thức

 Tính lực căng ban đầu S0 và lực R0 dụng lên trục:

Theo [4; trang 96; bảng(5-25)]: lực căng ban đầu đối với

mỗi đai là:

) ( ,

Kết luận:

Từ những kết quả đã tính được như trên ta chọn

phương án dùng bộ truyền động đai loại A sẽ khuôn khổ

97,2 165,2

572 487